Это очень краткий очерк многолетней истории борьбы за понимание истинной фундаментальной структуры человеческого интеллекта - геометрии человеческого мышления. В последнее время, с появлением технологий искусственного интеллекта, ставки в этой борьбе стали беспрецедентно высокими. Если ученый, предсказавший когнитивные карты «у крыс и людей» более 70 лет назад, был прав, то любой общий искусственный интеллект (AGI), разработанный на основе современных моделей золотого стандарта в машинном обучении, неизбежно станет злом.

Первый российский лауреат Нобелевской премии, физиолог Иван Павлов открыл классическую обусловленность и таким образом оказал большое влияние в психологии, особенно на развитие бихевиоризма. По иронии судьбы, ближе к концу жизни Павлов пришел к выводу, что стимул-реакция - не единственный (и, может быть, даже не самый важный) механизм, управляющий поведением животных.

Когда Павлов узнал об экспериментах Эдварда Торндайка с кошками в коробках-головоломках, он написал в своей Психологии как наука: В экспериментах с условными стимулами животное определяет отношение отдельных объектов окружающей среды к себе. В экспериментах Торндайка животное знакомится с отношениями внешних вещей между собой, с их связями. Следовательно, это познание мира. Это зародыш, зародыш науки .

Вероятно, это была первая четкая формулировка идеи ментальных представлений. Когда собственные ученики Павлова впервые услышали новую идею своего учителя, они подумали, что они неправильно его расслышали, и обратились к стенографистке, чтобы проверить ее записи. Когда они обнаружили ту же ересь в записях, они обвинили стенографистку в ошибках.

Приведенная выше статья была написана Павловым в 1933 году (за три года до его смерти), но впервые она была опубликована только в 1975 году в сборнике неопубликованных и малоизвестных материалов И.П. Павлова.

От идеи Павлова прошло 15 лет, прежде чем Эдвард Толман ввел термин «когнитивная карта» для определения ментальных репрезентаций: «Мы считаем, что в процессе обучения что-то вроде полевой карты окружающей среды устанавливается в мозгу крысы. . . Стимулы. . . обычно обрабатываются. . . в ориентировочную, когнитивную карту окружающей среды. И именно эта предварительная карта, показывающая маршруты, пути и отношения с окружающей средой, в конечном итоге определяет, какие реакции, если таковые имеются, в конечном итоге выпустит животное ».

Толмен пришел к вышеуказанному выводу после серии очень умных экспериментов с крысами в лабиринтах. В своей знаменательной статье Когнитивные карты у крыс и людей он также предположил, что когнитивные карты у людей существуют не только для их расположения в физическом пространстве, но и в более широкой сети случайных, социальных и эмоциональных отношений.

Идея о том, что когнитивные карты имеют более широкую область применения, чем просто навигация в физических пространствах, в сочетании с отсутствием в то время какой-либо техники для идентификации когнитивной карты или ее компонентов, привела к тому, что теория Толлмана вышла из употребления под жесткой критикой со стороны бихевиористов. во главе с Кларком Халлом.

Когда десятилетия спустя Джон О'Киф наблюдал за поведением определенных нейронов в гиппокампе грызунов, которые напоминали ему процесс формирования когнитивной карты, у него появилось страсть и настойчивость, чтобы копать глубже, потому что обладание такой картой наверняка предоставит животному очень удобную когнитивную функцию. устройство, позволяющее ему творчески и гибко перемещаться по окружающей среде, а не сводиться к простым жестким маршрутам «стимул-реакция, предусмотренным бихевиористами », как он выразился в своей лекции на Нобелевской премии десятилетия спустя.

О’Киф и Линн Надел открыли клетки места в гиппокампе в поддержку теории Толмена. В своей знаковой книге« Гиппокамп как когнитивная карта », опубликованной в 1978 году, через тридцать лет после статьи Толмена, они также расширили систему когнитивных карт у людей за пределы навигации в физическом пространстве и предложили, чтобы она могла функционировать как глубокая структура языка.

В 2014 году О’Киф вместе с Мэй-Бритт и Эдвардом Мозером был удостоен Нобелевской премии за открытие системы GPS мозга у грызунов. В своей Нобелевской лекции О’Киф подчеркнул, что подобная пространственная система существует у людей, которая, кроме того, обеспечивает
основу эпизодической памяти человека.

Мозер, который вместе со своей женой открыл ячейки сетки, продолжает исследовать применение когнитивных карт в людях за пределами физического пространства. В 2018 году он объединился с многопрофильной группой ученых, чтобы предложить новое предложение - люди думают, используя систему навигации своего мозга.

«Соединив все эти предыдущие открытия, мы пришли к предположению, что мозг хранит ментальную карту, независимо от того, думаем ли мы о реальном пространстве или о пространстве между измерениями наших мыслей. Наш ход мыслей можно рассматривать как путь через пространства наших мыслей по различным ментальным измерениям », - объясняет Якоб Беллмунд, первый автор публикации.

Эта статья дает хороший обзор геометрии теории мышления Петера Гарденфорса, другого соавтора указанной статьи.

«В своей книге« Концептуальные пространства »2000 года он писал:« В когнитивной науке давно существует предубеждение, что мозг - это либо машина Тьюринга, работающая с символами, либо коннекционистская система, использующая нейронные сети ». В Кракове Gärdenfors выступила против этого предубеждения. В своем выступлении «Геометрия мышления» он предположил, что люди способны делать то, что не могут делать современные мощные компьютеры, - например, быстро учить язык и легко делать обобщения на основе частных (иными словами, без особой подготовки). , что львы и тигры - четвероногие животные из семейства кошачьих), потому что мы, в отличие от наших компьютеров, представляем информацию в геометрическом пространстве ».

Распространенная точка зрения, что нейрон состоит из уникального и централизованного возбудимого элемента, который суммирует все входящие сигналы, была подвергнута сомнению в рамках предложенных новых типов экспериментов. Была представлена ​​новая реализация вычислительной схемы нейрона, показывающая, что нейрон состоит из нескольких независимых пороговых единиц. Каждая субклеточная пороговая единица суммирует входящие сигналы из заданного ограниченного направления с заданным порогом , - сообщили израильские ученые в своей недавней статье о своем открытии зависимых от направления вычислений в одном нейроне, опровергая взгляды столетней давности на нейроны. принцип стрельбы.

Мы пришли к такому выводу, используя новую экспериментальную установку, но в принципе эти результаты могли быть обнаружены с использованием технологий, существовавших с 1980-х годов, - сказал ведущий исследователь Идо Кантер, - убеждение, которое укоренилось в научном мире до 100 лет привели к задержке в несколько десятилетий ».

Может показаться, что сейчас теория человеческого мышления, предусмотренная Павловым, выдвинутая Толменом и далее развитая и проверенная их многочисленными последователями, медленно, но неуклонно приближается к переломному моменту широкого признания, но Кларк Халл стал наиболее цитируемым психологом XX века в мире. XXI век.

«Простые жесткие стимулы-ответные маршруты» до сих пор прочно укоренились в научном мире. Кроме того, методы глубокого обучения и обучения с подкреплением, которые сегодня быстро распространяются в машинном обучении, также глубоко уходят корнями в хуллианский бихевиоризм.

Я не знаю, нужно ли будет переделывать математику, лежащую в основе искусственных нейронных сетей, чтобы отразить истинную геометрическую структуру человеческого мышления. Современные DNN далеко ушли от своих биологически вдохновленных прототипов. Изменение лежащих в их основе алгоритмов в соответствии с новыми идеями, скорее всего, не улучшит их производительность. Однако очевидно одно: если теория геометрического мышления верна, уровень AGI не будет достигнут на основе существующих моделей, потому что они в основе неразумные.

Гонка за ОИИ с методами, глубоко укоренившимися в халлианском бихевиоризме, будет все больше и больше напоминать неудачную попытку доктора Франкенштейна создать искусственного человека. Учитывая распространение современных методов искусственного интеллекта и шумиху вокруг их сверхчеловеческих способностей, последствия их фундаментальной неразумной природы могут стать гораздо более разрушительными, чем в случае Франкенштейна.

К счастью, AGI Франкенштейна еще не существует. Однако общий интеллект человека действительно существует. По словам Толмена, перетренированность с использованием методов «простой жесткий стимул-реакция» оказывает значительное негативное влияние. Как он выразился в своей знаменательной статье более 70 лет назад: «Снова и снова люди ослепляются из-за слишком жестоких побуждений и слишком сильного разочарования, превращаясь в слепую и неразумную и, в конце концов, отчаянно опасную ненависть к посторонним. И выражение их перемещенной ненависти варьируется от дискриминации меньшинств до мировых пожаров. Как называется Небеса и Психология, что мы можем с этим поделать? Мой единственный ответ - снова проповедовать достоинства разума, то есть широких когнитивных карт ».

Теперь, семьдесят лет спустя, мы можем делать больше, чем проповедовать, не так ли? Надеюсь, да, мы можем: Желание играть. Ученые используют видеоигры, чтобы улучшить работу гиппокампа у людей .

Ставки также растут: Дегуманизация. Уменьшение размера мозга и гиппокампа .

UPD 8:25 по московскому времени: в опубликованной сегодня статье группа исследователей во главе с Идо Кантером, обнаружившая геометрически асинхронный всплеск нейронов, описанная выше, представила новый метод машинного обучения, который превосходит современные методы.

Фото Дэвида Кассолато из Pexels